CN109354690B - 一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法，包括配方、催化剂和制备工艺。本发明以低含氢硅油、烯丙基环氧基封端聚醚为原料，以活化磷酸铁为相转移催化剂，并配套以相应的制备工艺，采用相转移催化剂代替溶剂合成端环氧聚醚改性硅油的技术方案，克服了现有技术存在需用溶剂、成本高、危害人体和环保的问题与不足，使端环氧聚醚改性硅油的制备，达到了无需溶剂、降低成本、消除对人体和环保危害的目的。

Description

一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法

技术领域

本发明涉及一种改性硅油的制备方法，具体是指用于制备纺织品后整理剂聚醚改性有机硅的一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法。

背景技术

硅油在纺织品行业中作为一种柔软剂，尤其是织物的后整理，其应用是非常广泛的。硅油能够明显改善织物的手感，但是其亲水性和黄变问题也限制了其使用范围，随着经济的高速发展，生活水平的提高，对产品性能的要求也越来越高，硅油的改性也历经了三个发展阶段。

聚醚改性硅油具有很多突出的特点，如表面张力低、对人体无害、化学稳定性等，尤其是端环氧聚醚硅油，其两端含有环氧基，具有很高的反应活性和可生物降解性，对环境绿色环保，是普通硅油无法比拟的。端环氧聚醚硅油作为纺织品后整理剂，可以与纤维表面的羟基、羧基和氨基等反应，提升纺织品的柔软性，改善在纺织品上的黄变问题；端环氧聚醚硅油也可以作为原料和胺类物质反应，合成氨基聚醚嵌段硅油；还可以与氨基硅油复配使用，改善织物的手感。

端环氧聚醚硅油的合成一般有两种方法，一种是通过含氢封头与八甲基环四硅氧烷(D4)或二甲基环硅氧烷混合物(DMC)开环聚合成端含氢硅油，然后端含氢硅油与烯丙基聚醚合成端环氧聚醚硅油；另外一种是先将端含氢硅油与烯丙基聚醚反应生成端环氧双封头，然后将端环氧双封头与八甲基环四硅氧烷(D4)或二甲基环硅氧烷混合物(DMC)开环聚合成端环氧聚醚硅油。在制备过程中，通过改变含氢硅油的含氢量、分子量以及烯丙醇聚醚的环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和环氧丁烷(BO)比例，可以制备出各种不同性能的聚醚硅油，被广泛应用于生产和生活之中。如作纤维整理剂，可以提高织物柔软性和爽滑度，改善织物的吸汗透气性；薄膜添加剂，可以使大棚薄膜具有防雾的效果；工业上的消泡剂、流平剂等。

端环氧聚醚硅油属于改性硅氧烷，即，聚醚硅油中的一种，现有技术聚醚硅油是在溶剂存在的条件下合成，反应完成后需要减压脱除溶剂，增加了合成工序，延长了生产周期，增加了生产成本，有些溶剂还对设备有腐蚀作用以及对人体有危害；参阅中国专利：发明专利，主链嵌段聚醚亲水性氨基硅油的合成方法CN201110422041.6，CN102516549A；公布了主链嵌段聚醚亲水性氨基硅油的合成方法，虽然其生产效率高，但其使用异丙醇作溶剂，反应结束需要减压脱除异丙醇溶剂，增加了成本和操作流程；发明专利，一种侧链含叔胺基的主链嵌端氨基硅油的制备方法及应用，CN201710797234.7，CN107759794A；公布了一种侧链含叔胺基的主链嵌端氨基硅油的制备方法及应用，虽然其相比现有的主链嵌端氨基硅油柔软剂具有更优异的手感，然而其使用的溶剂为异丙醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇丁醚中的任意一种或其组合，反应结束需要减压脱除异丙醇溶剂，增加了成本和操作流程；因此，现有技术存在需用溶剂、成本高、危害人体和环保的问题与不足。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明以低含氢硅油、烯丙基环氧基封端聚醚为原料，以活化磷酸铁为相转移催化剂，并配套以相应制备工艺，采用相转移催化剂代替溶剂合成端环氧聚醚改性硅油的技术方案，提供一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法，旨在使端环氧聚醚改性硅油的制备，达到无需溶剂、降低成本、消除对人体和环保危害的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法，包括配方、催化剂和制备工艺，其中：

所述的配方为，

原料1：低含氢硅油，n值为6～18，含氢量(％)0.1～0.2，粘度(mPa.s)30-200，工业级，17.77％；

原料2：烯丙基环氧基封端聚醚，工业级，82.23％；

配方单位为重量百分比；

相转移催化剂：活化磷酸铁，工业级，15ppm；

所述活化磷酸铁为经煅烧改变其比表面积、晶粒度、孔结构活化处理后的磷酸铁；

注：相转移催化剂的用量比例为与原料1与原料2之和的总重量之重量比，不列入配方重量百分比计量；

所述的制备工艺为合成；气氛保护：氮气，一个大气压；

在反应釜中加入配方中的原料1，搅拌并加热，搅拌转速60转/分钟，温升速率1.8℃/分钟，温度升至80℃时，加入所述相转移催化剂，之后，滴加配方中的原料2；之后，控制温度100～105℃，进行搅拌反应，搅拌转速60转/分钟，反应用时60min，冷却降温至室温，得到端环氧聚醚改性硅油。

有益效果

本发明不需要昂贵的溶剂，反应结束也不需要进行减压脱除，减少了操作工序，降低了生产成本；

本发明采用相转移催化剂代替溶剂，对操作人员及环境均有益；

采用的相转移催化剂具有良好的催化活性和选择性，提高了反应速率；

采用相转移催化剂，可降低反应温度，操作简单，对反应设备没有腐蚀作用。

有益设计拓展

所述的相转移催化剂还可以采用磷酸铂、磷酸钯、磷酸镍、氯化铁的一种或几种的组合，其用量为10～20ppm；

所述的气氛保护亦可采用真空，真空度为≤1kPa。

上述，本发明以低含氢硅油、烯丙基环氧基封端聚醚为原料，以活化磷酸铁为相转移催化剂，并配套以相应制备工艺，采用相转移催化剂代替溶剂合成端环氧聚醚改性硅油的技术方案，克服了现有技术存在需用溶剂、成本高、危害人体和环保的问题与不足，所提供的一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法，使端环氧聚醚改性硅油的制备，达到了无需溶剂、降低成本、消除对人体和环保危害的目的。

实施例说明

以下通过具体实施例对本发明的一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法作进一步详细说明，所属领域的技术人员可以参照实施例的配方及制备方法无需溶剂制得端环氧聚醚改性硅油，但不应理解为对本发明的任何限制。

附图说明

图1是本发明的一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法所制备的端环氧聚醚改性硅油的分子结构式，其中，m的取值范围为20～60；a，b，n的取值范围为0～15，其中a+b+n的取值范围为3～25。

具体实施方式

实施例

品名：端环氧聚醚改性硅油

配方：配方单位为重量百分比；

原料1：低含氢硅油，n值为6～18，含氢量(％)0.1～0.2，粘度(mPa.s)30-200，工业级，17.77％；

原料2：烯丙基环氧基封端聚醚，工业级，82.23％；

配方单位为重量百分比；

相转移催化剂：活化磷酸铁，工业级，15ppm；

所述活化磷酸铁为经煅烧改变其比表面积、晶粒度、孔结构活化处理后的磷酸铁；

注：相转移催化剂的用量比例为与原料1与原料2之和的总重量之重量比，不列入配方重量百分比计量；

制备：

制备条件、设备

环境气压：一个大气压；

环境温度：室温；

制备设备：反应釜；

反应釜内气氛保护：氮气，一个大气压；

制备工艺：合成；

在反应釜中加入配方中的原料1，搅拌并加热，搅拌转速60转/分钟，温升速率1.8℃/分钟，温度升至80℃时，加入所述相转移催化剂，之后，滴加配方中的原料2；之后，控制温度100～105℃，进行搅拌反应，搅拌转速60转/分钟，反应用时60min，冷却降温至室温，得到端环氧聚醚改性硅油。

由本实施例所制得的端环氧聚醚改性硅油的粘度为110mPa.s，浊点为39.1℃，颜色为琥珀色，参阅图1。

Claims (1)

1.一种无溶剂制备端环氧聚醚改性硅油的方法，包括配方、催化剂和制备工艺，其特征在于：

所述的配方为，

原料1：低含氢硅油，n值为6～18，含氢量0.1～0.2％，粘度30-200mPa.s，工业级，17.77％；

原料2：烯丙基环氧基封端聚醚，工业级，82.23％；

配方单位为重量百分比；

相转移催化剂：活化磷酸铁，工业级，15ppm；

所述活化磷酸铁为经煅烧改变其比表面积、晶粒度、孔结构活化处理后的磷酸铁；

注：相转移催化剂的用量比例为与原料1与原料2之和的总重量之重量比，不列入配方重量百分比计量；

所述的制备工艺为合成；

气氛保护：氮气，一个大气压；

在反应釜中加入配方中的原料1，搅拌并加热，搅拌转速60转/分钟，温升速率1.8℃/分钟，温度升至80℃时，加入所述相转移催化剂，之后，滴加配方中的原料2；之后，控制温度100～105℃，进行搅拌反应，搅拌转速60转/分钟，反应用时60min，冷却降温至室温，得到端环氧聚醚改性硅油。

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